TARJETA GRÁFICA

Es el componente informático que transmite al monitor la información gráfica que debe presentar la pantalla. Se implementa en un PCB. Se encarga de procesar los datos provenientes del interior del ordenador, y de transformarlos en información representable en un dispositivo de salida, como un monitor.

 ¿COMO FUNCIONA?
1. Interpreta los datos que le llegan del procesador (GPU), ordenándolos y calculando el valor de cada píxel, lo almacena en la memoria de video para poder presentarlos en la pantalla.
 2. Desde la memoria de video, coge la salida resultante del proceso anterior (datos digitales) y la envía a los conectores de salida, adaptándola en cada caso según convenga.

La tarjeta gráfica dispone de una alta capacidad de memoria, que mejora la velocidad del ordenador, y hace que pueda mostrar imágenes a una tasa superior a la normal. Para ello utiliza su propia memoria RAM, llamada VRAM (Video RAM), y el GPU (Graphics Processing Unit, o Unidad de Procesamiento de Gráficos), un procesador dedicado únicamente a los gráficos, que permite aligerar la carga de trabajo al procesador central.
Actualmente, las tarjetas gráficas suelen ser de tipo PCI-Express, aunque aún pueden encontrarse tarjetas de tipo AGP (es la versión de PCI orientada a tarjetas gráficas).
En las tarjetas gráficas suelen aparecer las siguientes especificaciones:

• El fabricante de la GPU: generalmente ATI® o nVIDIA®.
• Información sobre la memoria VRAM: donde se indica si es dedicada (es decir, si la tarjeta utiliza únicamente esta memoria) o compartida (si utiliza parte de la memoria RAM del equipo), y cuál es la capacidad de dicha memoria.
• Tipo de interfaz: modelo del slot (puerto) donde va ensamblada la tarjeta. Puede ser PCI, AGP o PCIExpress.

CONECTORES O PUERTOS DE VIDEO-.
El puerto VGA (Video Graphics Array) es el puerto de vídeo más común, y se utiliza para dar salida a la señal de vídeo analógica (normalmente a través del monitor), mediante la tarjeta gráfica, permitiendo así transmitir las señales de color y sincronismo necesarias para una correcta visualización de la imagen. Tiene 15 pines divididos en tres filas de 5 pines cada una. Suele ser de color azul oscuro, aunque también aparecen en blanco o en negro. Los conectores VGA pueden ser tanto macho como hembra.

El puerto DVI (Digital Video Interface). Es una variante del puerto VGA, que da salida a la señal de vídeo digital en lugar de analógica.Se encuentra en monitores de tipo LCD, TFT, LED, etc.El puerto es hembra y tiene color blanco; se pueden encontrar conectores macho y hembra. Tiene un número variable de pines en función del modelo y las características del dispositivo.

Puerto DVI

Conector DVI

 El puerto HDMI (High Definition Multimedia Interface). Se utiliza para la interconexión de dispositivos de vídeo y de audio, y ofrece una señal de alta definición. Es un puerto hembra, de 19 pines, de color negro y dorado. En la actualidad, se encuentra en dispositivos de audio y vídeo digital, televisores, reproductores de vídeo, sintonizadores, ordenadores portátiles, y en otros dispositivos multimedia de última generación, como la PlayStation 3. Es el sustituto del antiguo euroconector.

Conector HDMI

Puerto HDMI

Los puertos RCA de vídeo Se utilizan en la transmisión de la señal de vídeo analógica a un televisor, proyector o similar. El puerto RCA de vídeo compuesto es de tipo hembra de color amarillo, utiliza una señal analógica en la que se codifica la imagen, y dispone de todas las componentes del vídeo. El cable de video compuesto con conector amarillo, suele venir con otros dos para el audio de color rojo y blanco.
Sin embargo, en ocasiones la señal se transmite con las componentes separadas, denominada «YPbPr», a través de tres cables con el mismo formato que el anterior,pero de colores rojo, azul y verde.

                                        • Verde: transporta el brillo o luminancia de la señal (Y).

• Rojo: transporta la diferencia entre la componente azul y la Y (Pb).
• Azul: transporta la diferencia entre la componente roja y la Y (Pr).
Es posible encontrar adaptadores de cables RCA, que reciben los tres conectores macho de colores (rojo, azul y verde), y los transforman en uno, también macho (amarillo).







El puerto S-Vídeo. Cumple la misma función que los conectores RCA, pero con más calidad de vídeo.
El puerto es hembra, de tipo Mini-DIN de 4 o 7 pines. Cada uno con una función definida:
-Conector de 7 pines: S-Vídeo IN, se utiliza para recibir la señal de vídeo.
-Conector de 4 pines: S-Vídeo OUT, se utiliza para dar salida a la señal de vídeo. Es el más común en los ordenadores, sobre todo en los portátiles; aunque cada vez más es sustituido por el conector HDMI, que ofrece una calidad y unas prestaciones superiores.

BIOS

BIOS (basics Input/Output System) es un chip de memoria EPROM (memoria de solo lectura borrable y programable). 






Sus funciones principales son:

• Reconocer y testear los dispositivos del equipo necesarios para el arranque.
• Iniciar la carga del sistema operativo en la memoria principal del equipo.

Los principales fabricantes de BIOS son Phoenix Technologies y American Megatrends (AMI).

Dichos fabricantes proveen estos chips a los de placas base, quienes posteriormente adaptan (reprograman) el programa según el hardware que utilicen para cada modelo.

Casi todas las BIOS cuentan con dos configuraciones que el usuario no puede alterar:
• A prueba de fallos: es la configuración por defecto, llamada también «configuración de fábrica». Se utiliza cuando anteriormente se han realizado cambios que han inestabilizado el sistema. Carga los valores seguros.
• Optimizada: esta configuración varía de unas placas a otras. Está orientada a producir el máximo rendimiento, carga los valores óptimos y es la configuración recomendada por el fabricante.

La BIOS, al ser EPROM, permite que se pueda borrar todo su contenido y programarla de nuevo. Esta acción se denomina «flashear» y es irreversible.

Hay diferentes tipos de BIOS dependiendo de su encapsulado, las más representativas son:
• BIOS-DIP: las más antiguas. Este encapsulado genera un chip rectangular con patillas en dos
de sus lados paralelos.
• BIOS-PLCC: las más modernas. Este encapsulado genera un chip cuadrado o rectangular con
patillas en todos sus lados.

Las bios pueden ir integradas en la placa base, o bien insertadas en un zócalo ZIF diseñado específicamente.

Vemos varios ejemplos de BIOS...

BIOS DIP en zócalo

BIOS PLCC en zócalo

BIOS DIP soldada

BIOS PLCC soldada

La BIOS (Basic Input/Output System) es una memoria especial alojada en la placa base que contiene una aplicación que se inicia cuando se enciende o resetea un equipo. Esa aplicación se llama BIOS y ha acabado dando nombre a la
memoria que la contiene.

Las funciones que tiene el BIOS (como aplicación) son:
• Primero: chequear el hardware del sistema (POST).
• Segundo: buscar la unidad que cargará el sistema operativo (BOOT).
Estas dos acciones se ejecutan estrictamente por este orden,de forma que mientras exista un fallo en el test del sistema no se podrá ejecutar la carga del sistema operativo.

El POST (Power-On-Self-Test), como hemos visto, es una parte de la aplicación BIOS (pantalla negra de inicio que aparece al encender el equipo) que se encarga de verificar el hardware conectado. Hay gran  variedad de modelos y versiones de BIOS, que hace que haya una gran gama de POST.

Ejemplo de POST

El POST sale al encender el equipo, y si queremos acceder a él para ver el modelo de placa y y la configuración del hardware, debemos teclear (TAB+Pausa).

La Bios en la pantalla se representa así:

Detalle ejemplo de BIOS

Para acceder a la bios,y cambiar configuraciones de la placa (ver temperatura del equipo, cambiar la configuración de arranque, etc)  nada más encender el equipo debemos tecler La tecla SUPRIMIR

En el caso de que se produzca algún fallo, el POST lo notifica
mediante una secuencia de pitidos o a través de un
mensaje de error en la pantalla. Según el modelo de BIOS
instalado, la forma de comunicar el error varía.

Detalle de secuencia de posibles fallos mediante pitidos. Según la marca de la bios.

Nomenclatura:
• → pitido corto.
- → pitido largo
BIOS Award
Tono continuo Memoria RAM o tarjeta gráfica no reconocidos
Pitidos constantes La placa base recibe una tensión demasiado baja
Tono de sirena La temperatura o la tensión de alimentación de la placa base o el
procesador sondemasiado elevados (defecto en la fuente de alimentación
o en el ventilador)
1 - Memoria RAM defectuosa o mal conectada
1 -, 1 • Placa base defectuosa
1 -, 2 • Tarjeta gráfica defectuosa o mal conectada
1 -, 3 • Teclado o tarjeta gráfica no reconocidos
3 - Teclado no reconocido o placa base defectuosa
1 - agudo, 1 - grave La tensión del procesador es incorrecta

Los pitidos se producen gracias al SPEAKER, que es un altavoz alojado en la placa base, a veces viene incorporado, y otras se conecta a la placa (ver fig. 2 SPEAKER)

fig. 2

LA MEMORIA RAM

La memoria RAM es un dispositivo donde se almacenan los datos y las instrucciones necesarias para el correcto funcionamiento de un equipo. Es la memoria de trabajo que utilizan el sistema operativo y los programas.

Su función es almacenar instrucciones y datos (recuperar y almacenar datos con los que se está trabajando).
Está formada por circuitos integrados, y su característica principal es la VOLATILIDAD, ya que la información que se almacena en su interior permanece inalterada mientras se le suministra corriente eléctrica.

Hay dos tipos básicos de memoria RAM:
-RAM Estática (SRAM). Es una memoria de capacidad reducida, pero que alcanza gran velocidad. Está basada en semiconductores que mantienen los datos, mientras esté alimentada, sin necesidad de ciclo de refresco, por tanto, la información no se actualiza constantemente.
-RAM Dinámica (DRAM). Tiene mayor capacidad que la anterior, pero es mas lenta, más barata y mas usada. La información que tiene se actualiza periodicamente  con cada ciclo del reloj para evitar que se pierda. El proceso se conoce como "refresco". Hay varios tipos de memoria DRAM, la que más destaca es SDRAM (Ram dinámica síncrona), cuya característica principal es que está sincronizada con las señales del reloj, y por tanto con el bus del sistema del ordenador.
La SDRAM tiene diferentes variantes, las más conocidas son:

• SDR
• DDR
• DDR2
• DDR3

En la fig. 1 se muestra el detalle de las diferentes memorias anteriores.

Fig. 1

LA CONTROLADORA DE MEMORIA, es la que gestiona la RAM, y está ubicada en el CHIPSET o en la CPU, marcará el tipo de memoria a utilizar.

CARACTERÍSTICAS DE LA MEMORIA RAM

• Volatilidad: Determina el tiempo que permanecen los datos antes de desaparecer. Cuando no se suministra corriente eléctrica, toda la información se pierde. 
• Capacidad: Cantidad de datos que se pueden almacenar. Se mide en múltiplos de bytes (8 bits): kilobytes (KB), megabytes (MB) y gigabites (GB).
• Velocidad de acceso: Se mide en nanosegundos, y es el tiempo que se necesita para realizar una operacion sobre la memoria, bien de escritura  o de lectura de datos. Es una memoria de acceso aleatorio ya que la información se puede leer o escribir con el mismo tiempo de acceso. Es rápida
• Velocidad o frecuencia de reloj: Se mide en megahercios (MHz), es la cantidad de veces por segundo que es posible acceder a la memoria
• Latencia: Hace referencia a los retardos producidos en cada acceso de memoria. Es necesario que sea mínima para asegurar  un óptimo funcionamiento de la memoria
• Tasa de transferencia (o ancho de banda): Se mide en Megabytes/segundo (MB/s), y se refiere a la máxima cantidad de información que puede transferir en 1 segundo.
• Voltaje: Tensión que necesita la memoria RAM para funcionar. A menor valor, menor consumo del equipo.

Es importante tener en cuenta lo siguiente:
Tasa de transferencia = Frecuencia efectiva (MHz) x ancho bus datos (bytes)
La frecuencia efectiva = la velocidad del reloj (MHh) x nº de accesos por ciclo.

Ahora vamos a realizar una práctica para que sea más fácil de entender los conceptos:

Teniendo en cuenta la fórmula que relaciona la tasa de transferencia, la velocidad de reloj y el número de accesos por ciclo de cada una de las siguientes memorias, completa la siguiente tabla indicando las nomenclaturas de cada módulo y los datos que faltan.

PC- NÚMERO	DDR- NÚMERO	VELOCIDAD REJOJ	FRECUENCIA EFECTIVA	ACCESOS POR CICLO	TASA TRANSFERENCIA	VOLTAJE
PC-1600	DDR-200	100 MHZ	200 Mhz	2	1600 MB/s	2.5 V
PC-2400	DDR-300	150 MHz	600 MHz	2	2400 MB/s	2.5 V
PC2-4800	DDR2-600	150 MHz	600 MHz	4	4800 MB/s	1.8 V
PC-4000	DDR-500	250 MHz	500 MHz	2	4000 MB/s	2.5 V
PC3-12800	DDR3-1600	200 MHz	1600 MHz	8	12800 MB/s	1.5 V
PC-2400	DDR-300	150 MHz	300 MHz	2	2400 MB/s	2.5 V
PC2-6400	DDR2-800	200 MHz	800 MHz	4	6400 MB/s	1.8 V
PC3-16000	DDR3-2000	250 MHZ	2000 MHz	8	16000 MB/s	1.5 V

(En negrita y subrayado, aparecen los datos que nos dan para calcular los demás parámetros)

Hay que tener en cuenta la fórmula siguiente:

 

TASA DE TRANSFERENCIA (en MB/s)= Frecuencia Efectiva (en MHz) x Ancho de Bus (siempre es 8 Bytes)

A partir de aquí sacamos la equivalencia:
 

Frecuencia efectiva= Tasa de transferencia / Ancho de bus (8)

Veloc. Reloj = frecuencia efectiva/ nº accesos por ciclo

DDR(n)-(frecuencia efectiva)

PC(n)- (tasa de transferencia)